在“碳達峰”、“碳中和”的目標下，國內(nèi)新能源在“十四五”及中遠期將面臨高速發(fā)展，儲能行業(yè)將迎來“規(guī)模化發(fā)展”新階段。然而據(jù)不完全統(tǒng)計，自2017年以來，全球已發(fā)生三十多起與儲能電站相關(guān)的安全事故，主要是火災和爆炸事故。
2021年4月16日，北京豐臺區(qū)大紅門儲能電站在施工調(diào)試過程中起火，在對電站南區(qū)進行處置過程中，電站北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸，導致2名消防員犧牲。
2021年7月30日，澳大利亞維多利亞州吉朗VBB鋰電池儲能項目在安裝調(diào)試期間，一個電池儲能系統(tǒng)起火并蔓延到鄰近的另一個儲能系統(tǒng)，兩個電池儲能系統(tǒng)在燃燒六個小時之后燒毀，火勢未蔓延到其他的儲能系統(tǒng)。
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儲能電站消防安全問題是其大規(guī)模應用的主要挑戰(zhàn)，對儲能電站采取安全可靠的消防措施防范事故的發(fā)生和擴大，是儲能行業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。
儲能電池火災的原因及滅火原則
熱失控是導致儲能電池火災的主要原因。而引起電池熱失控的原因主要有過充電放電觸發(fā)、短路觸發(fā)、熱觸發(fā)、針刺穿觸發(fā)、機械撞擊觸發(fā)等。對于儲能電站電池而言，其熱失控主要考慮的因素有過充電、過放電、熱沖擊和短路促發(fā)等。
儲能電池熱失控是一個劇烈的化學反應過程，會產(chǎn)生大量可燃氣體，并使溫度升高。同時電池本身儲存著能量，熱失控一旦開始，將是一個持續(xù)的過程，這使得儲能電池火災不同于一般火災，熱失控并不會隨著明火的撲滅而停止。
實際案例中，通常是將水作為控制儲能電池火災的最后一道防線。但是水作為一種導電介質(zhì)，將水應用于電池火災，應考慮由水引起的電池短路導致的次生災害的風險，使用時應有措施確保電池發(fā)生火災后停止工作。
儲能電站消防系統(tǒng)的選擇
最新國家標準《電化學儲能電站設計標準》意見征求稿規(guī)定，鋰離子電池室、預制艙（柜）應設置自動滅火系統(tǒng)，自動滅火系統(tǒng)應滿足撲滅明火和抑制復燃的要求。實際應用中要選擇一種具有快速滅火和降溫雙重功能的滅火裝置，同時兼顧安全經(jīng)濟經(jīng)濟和環(huán)保性。
氣體滅火系統(tǒng)與水消防相結(jié)合便是一種可選方案。氣體滅火系統(tǒng)可以快速撲滅明火，水可持續(xù)冷卻控制熱失控。氣體滅火系統(tǒng)與水消防相結(jié)合方式選擇上，建議采用氣體滅火與直接水噴淋相結(jié)合的方案。水噴淋主管與儲能站區(qū)消防管道相連，與室外消火栓系統(tǒng)共用一套主管網(wǎng)，節(jié)約工程投資。氣體滅火系統(tǒng)由火災信號連鎖自動啟動；水消防系統(tǒng)由火災信號連鎖疊加人工遠程控制啟動，即火災信號連鎖開啟水消防管道第一級閥門，人工遠程開啟水消防第二級閥門，將水噴淋作為儲能電池火災的最后一道消防防線。水消防的啟動應確保在事故儲能集裝箱與相鄰儲能集裝箱斷電之后進行，避免電池短路引發(fā)次生災害。
結(jié)語
儲能電池火災應早發(fā)現(xiàn)，早控制，一旦發(fā)生事故應盡可能將火災控制在一定的范圍內(nèi)，避免蔓延到周圍，導致事故擴大。這就要求儲能電池應設置有可靠的主動消防措施。
將氣體滅火系統(tǒng)與水噴淋相結(jié)合兼具滅火和冷卻雙重功能，是儲能電站的一種可選消防方案。同時被動消防措施同樣重要，比如儲能集裝箱應具有一定的耐火極限，儲能集裝箱之間應做好防火分隔等。只有主動消防措施與被動消防措施相結(jié)合，才能有效控制儲能電池火災。
